Кристализация жараёни хақида умумий тушунчалар

КРИСТАЛЛАНИШ ЖАРАЁНИНИНГ НАЗАРИЯСИ

Кристалланиш жараёни моддаларнинг турли суюқликларда (яъни эритувчиларда) эрувчанлик хоссаларига асосланади. Ноорганик моддалар учун энг кўп кулланиладиган эритувчилар каторига биринчи навбатда сув киради. Органик моддаларни эритиш учун эса углеводородлар, спиртлар, эфирлар ва бошка органик эритувчилар ишлатилади.
Эрувчанлик деб бирорта модданинг эритувчидаги концентраци-ясига айтилади. Одатда эрувчанлик 100 г, 1000 г ёки 1000 моль эритувчига тўғри келган модданинг граммлар ёки моллар сони билан ифода килинади. Хисоблашлар учун эрувчанликни 1 м³, 1 л ёки 1 кг эритмадаги модданинг кг ёки м оллар хисобида олинган микдори билан улчаш кулай хисобланади.
Расм. Эритмаларнинг холат диаграммалари:
а — эрувчанликнинг кескин ортиши; б — эрувчанликнинг бир текисда ортнши; в — эрувчанликнинг секик узгариши; А — нотургун ёки ўта туйинган эритмалар зонаси; Б — нисбатан тургун зона; В — тургун ёки тўйинмаган эритмалар зонаси.
Эрувчанликнинг маълум температуралар чегарасида эриган модда ва эритувчининг хоссаларидан богликлиги эрувчанлик эгри чизиги орқали ифода килинади. Эритмаларнинг холат диаграммасида эрувчанлик чизигини температурага богликлиги кўрсатилган. Графикда: А — нотургун зона (ёки ўта туйинган эритмалар зонаси); Б — нисбатан тургун зона; В — тургун зона (ёки туйинмаган эритмалар зонаси).
Нисбатан тургун зонанинг чегаралари эритманинг температу-раси 1 га, унинг совитиш тезлигига, аралашиш даражасига ва бошка омилларга боглик бўлади. Агар эрувчанлик эгри чизиги тик бўлса (а), температуранинг бироз камайиши билан эритма нисбатан тургун зонадан ўта туйинган эритмалар зонасига ўтади ва бу ерда қаттиқ фазанинг ажралиши юз беради. Бунда эритманинг концентрацияси пасаяди. Бу турдаги, яъни туйинишга якин бўлган эритмаларни совитиш орқали крясталлантириш мумкин.
Агар эрувчанлик температура t нинг ортиши билан секин кўпайса (б), эритмани ўта туйинган зонага утказиш учун уни сезиларли даражада совитиш зарур бўлади, бундай холатда кам миадордаги қаттиқ фазанинг ажралиши юз беради. Бундай эритмаларни кристаллантириш учун эритувчининг бир кисмини буглантириш керак.
В да кўрсатилган графикда температуранинг кенг интервалида эрувчанлик сезиларли узгармайди. Бундай шароитда кристалланиш процесси буглатиш билан биргаликда олиб бори-лади.
Кристалланиш процессинингтезлиги эритманинг температура-сига, унинг ўта туйиниш даражасига, кристалл марказларининг пайдо бўлиш тезлигига, аралаштириш даражасига ва бошка омилларга боглик бўлади. Кристалланиш марказлари ўта туйин­ган ёки ўта совиган эритмаларда ўз-ўзидан хосил бўлади. Бундай марказларнинг хосил бўлиши тезлигини ошириш учун температу-рани кўпайтириш, аралаштириш, силкитиш, сиртки — актив
моддаларни кўшиш мақсадга мувофик бўлади. Амалиётда кристалланиш марказларининг пайдо бўлишини осонлаштириш учун аппаратга қўшимча кристаллсимон модданинг майда кукуни кушилади.
Кристалл куртакларининг яхши усиши учун улар маълум улчамга эга бўлиши керак. Хосил бўлаётган куртакнинг улчами анча кичик бўлса кайтадан молекулаларга парчаланиб кетади, агар улчами каттарок бўлса куртак сақланиб қолади. Сақланиб қолиши мумкин бўлган кристалл куртакларининг улчами эритма­нинг туйиниш даражасига, температурага, хамда эриган модда ва эритувчининг хоссаларига боглик бўлади. Х,исоблашлар шуни кўрсатдики, канд ишлаб чикаришидаги вакуум-аппаратларида сақланиб қоладиган кристалл марказлари (ёки куртаклари) нинг улчами энг ками билан 0,7-10^-6 см, куртакдаги молекулаларнинг сони эса 200 та атрофида бўлиши керак. Хосил бўлаётган куртакнинг сақланиб қолиш холатига тўғри келган улчами критик улчам деб аталади. Юқорида кўрсатилган мисол учун куртакнинг критик улчами 0,7-10^-6 см га тенг.
Ягона олинган кристаллнинг хосил бўлиши қуйидагича боради: 1) ўта туйинган эритмада кристалланиш маркази (ёки куртаги) нинг пайдо бўлиши; 2) ушбу кристалланиш куртаги асосида кристаллнинг усиши.
Кристалл тўғри панжара сифатидаги фазавий тузилишга эга бўлиб, панжаранингтугунларида кристаллнинг таркибига кирган ионлар, атомлар ёки молекулалар жойлашган бўлади. Сувнинг молекуласи кўпинча қаттиқ кристаллнинг таркибига кирган бўлади, бундай кристаллни кристаллогидрат деб аталади. Кристалл панжаралари симметриясининг 32 та куриниши мавжуд бўлиб, улар 7 гурухга бўлинади. Бу гурухлар бир ёки бир неча ухшаш симметрия элементларидан иборат бўлади: 1) уч понали; 2) кўп понали; 3) ромбик; 4) тригонал; 5) тетрагонал; б) гексагонал ва 7) кубик.
расмда кристалланиш тезлигининг вактга богликлиги кўрсатилган. Графикдан куриниб турибдики, ўта туйиниш даража-си катта бўлган пайтда кристалланиш тезлиги кескин узгаради. Эритмаларнинг туйиниш даражаси ортиши билан кристалларнинг усишига нисбатан, кристалланиш марказларининг пайдо бўлиши тезрок боради. Оқибат натижада майда кристаллар хосил бўлади. Йирик кристалли махсулот олиш учун эритмани туйинтиришини секин-аста пасайтириш зарур.
Кристалланишнинг шарт-шароитлари хосил бўлаётган крис­талларнинг шакли ва улчамларига хамда хосил бўлаётган махсулотнинг тозалик даражасига таъсир килади.
Даврий кристалланиш процесси икки боскич (кристаллар куртакларининг хосил бўлиши ва уларнинг кейинги усиши) дан ташкил топган. Узлуксиз кристалланишда эса иккала боскич бир вактнинг узида давом этади.